(57)【要約】【課題】メータの指針角度を戻す処理を簡潔に行うことができるステッピングモータの制御装置を提供する。【解決手段】メータ起動時に、ＥＥＰＲＯＭ２に出荷時フラグが書き込まれている場合には、メータの指針角度を第１の所定角度（例えば、２７０°）だけ逆転させる処理を行い、メータ起動時に第１の所定角度だけ逆転させる処理を行う操作を所定回数（例えば、１回）行った後に、出荷時フラグを消去する。また、メータ起動時に、ＥＥＰＲＯＭ２にに出荷時フラグが書き込まれていない場合には、メータの指針角度を、第２の所定角度（例えば、２〜３°）だけ逆転させる処理を行うようにステッピングモータを制御する。これにより、確実にメータの指針角度を初期位置に戻すことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステッピングモータを備えたメータの指針角度を制御するステッピングモータの制御装置において、
前記メータ起動時に使用／未使用フラグが書き込まれるフラグ記憶手段と、
前記メータ起動時に、前記フラグが未使用状態である場合には、前記メータの指針角度を第１の所定角度だけ逆転させる処理を少なくとも１回以上行った後に、前記フラグを使用状態に変更し、メータ起動時に前記フラグが使用状態である場合には、前記メータの指針角度を、前記第１の所定角度よりも小さい第２の所定角度だけ逆転させる処理を行うように、前記ステッピングモータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするステッピングモータの制御装置。
【請求項２】
ステッピングモータを備えたメータの指針角度を制御するステッピングモータの制御装置において、
前記メータに対し未使用フラグが書き込まれるフラグ記憶手段と、
前記メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれている場合には、前記メータの指針角度を第１の所定角度だけ逆転させる処理を行い、且つ、前記メータ起動時に前記第１の所定角度だけ逆転させる処理を行う操作を所定回数行った後に、前記未使用フラグを消去し、メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に前記未使用フラグが書き込まれていない場合には、前記メータの指針角度を、前記第１の所定角度よりも小さい第２の所定角度だけ逆転させる処理を行うように前記ステッピングモータを制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とするステッピングモータの制御装置。
【請求項３】
前記メータの指針角度を記憶する指針角度記憶手段を有し、前記制御手段は、前記メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれていない場合には、前記指針角度記憶手段に記憶されている指針角度に前記第２の所定角度を加算した角度だけ前記メータの指針を逆転させる処理を行うように、前記ステッピングモータを制御することを特徴とする請求項２に記載のステッピングモータの制御装置。
【請求項４】
前記第１の所定角度を、前記メータのフルスケール角度に設定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のステッピングモータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ステッピングモータを用いたメータの指針角度を制御するステッピングモータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される各種のメータは、ステッピングモータを用いて指針の回転角度が制御される。ステッピングモータは、Ｓ極、Ｎ極の磁石が交互に配設された円形状の回転子と、該回転子の近傍に設けられた２つの励磁コイルを備え、励磁コイルに電流を流すことにより磁界を発生させて、回転子を回転させ、ひいては回転子と連動して回転するように構成された指針を所望する角度分だけ回転させる。
【０００３】
このようなステッピングモータは、磁界を発生させて回転子を１ステップずつ回転させる方式であるので、指針の初期位置（０目盛り位置）が正確な位置に設定されていないと、正確な値を表示することができない。
【０００４】
そこで、ステッピングモータを用いたメータでは、メータ起動時に、ステッピングモータの初期化を行うことにより、指針角度が初期位置を基準とした正常な値を示すようにしている。
【０００５】
従来におけるステッピングモータの初期化方法として、ステッピングモータからのフィードバック信号に基づき、指針角度が基準となる初期位置に戻ったことを確認する方法が知られている。しかし、この方法は、コスト高を招くという理由により、昨今においては、フィートバック信号を用いず、強制的に指針角度を初期位置まで戻す方法が多く採用されている。
【０００６】
このような方法を用いる場合、従来においては、車両用のメータは２電源、即ち、バッテリとイグニッションを備えているので、バッテリ接続時には指針を逆回転させる角度を大きい角度（例えば、２７０°）とし、イグニッション投入時には指針を逆回転させる角度を小さい角度（例えば、２〜３°）とする初期化方法が採用されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
即ち、バッテリ接続時には、長時間メータに電力が供給されていない場合が想定され、大きな指針の位置ズレ（脱調）が発生している可能性が高いので、強制的に指針を大きい角度逆回転させることにより、確実に初期位置まで戻す。他方、イグニッションオン時には、メータは車両に取り付けられた状態であるため、大きな指針角度のズレ（脱調）は無いものと判断し、小さい角度逆回転させることにより、瞬時に指針角度を初期位置に戻すようにしている。
【特許文献１】特開２０００−１１９０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、近年、暗電流対策として、１電源系のメータが増えつつあり、イグニッション投入時に初めてメータに電源電圧が供給される構成のものが多くなっている。このような車両の場合には、電源を投入してメータを起動させる際に、メータの指針角度を確実に初期位置に戻すために、毎回指針を大きな角度（例えば、２７０°）だけ戻す処理を行う。
【０００９】
メータを車両に組み付けるときには、メータの指針角度に大きな脱調が発生しているものと想定されるので有効であるが、それ以外の通常動作時において、２７０°にも達する大きい角度をイグニッション投入時に毎回逆回転させることは、指針角度を初期位置に戻すために長時間を要するという問題が有り、有効でない。
【００１０】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、メータの指針角度を戻す処理を簡潔に行うことができるステッピングモータの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本願請求項１にの発明は、ステッピングモータを備えたメータの指針角度を制御するステッピングモータの制御装置において、前記メータ起動時に使用／未使用フラグが書き込まれるフラグ記憶手段と、前記メータ起動時に、前記フラグが未使用状態である場合には、前記メータの指針角度を第１の所定角度だけ逆転させる処理を少なくとも１回以上行った後に、前記フラグを使用状態に変更し、メータ起動時に前記フラグが使用状態である場合には、前記メータの指針角度を、前記第１の所定角度よりも小さい第２の所定角度だけ逆転させる処理を行うように、前記ステッピングモータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、ステッピングモータを備えたメータの指針角度を制御するステッピングモータの制御装置において、前記メータに対し未使用フラグが書き込まれるフラグ記憶手段と、前記メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれている場合には、前記メータの指針角度を第１の所定角度だけ逆転させる処理を行い、且つ、前記メータ起動時に前記第１の所定角度だけ逆転させる処理を行う操作を所定回数行った後に、前記未使用フラグを消去し、メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に前記未使用フラグが書き込まれていない場合には、前記メータの逆転角度を、前記第１の所定角度よりも小さい第２の所定角度だけ逆転させる処理を行うように前記ステッピングモータを制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記メータの指針角度を記憶する指針角度記憶手段を有し、前記制御手段は、前記メータ起動時に、前記フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれていない場合には、前記指針角度記憶手段に記憶されている指針角度に前記第２の所定角度を加算した角度だけ前記メータの指針を逆転させる処理を行うように、前記ステッピングモータを制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記第１の所定角度を、前記メータのフルスケール角度に設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本願請求項１，２の発明では、フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれている場合には、メータ起動時に第１の所定角度（例えば、２７０°）だけメータの指針角度が逆転するようにステッピングモータを制御する。従って、バッテリ電源が初めて取り付けられたときのように、メータの指針角度に大きなズレが生じているような場合において、指針角度を確実に初期位置まで戻すことができる。
【００１６】
また、フラグ記憶手段に未使用フラグが書き込まれていない場合には、メータ起動時に第２の所定角度（例えば、２〜３°）だけメータの指針角度が逆転するようにステッピングモータを制御する。従って、あまり大きな指針角度のズレが想定されない通常時においては、短時間で且つ確実にメータの指針角度を基準位置まで戻すことができる。
【００１７】
請求項３の発明では、メータ起動時に、指針角度記憶手段に記憶される指針角度のデータが０にクリアされていない場合には、この指針角度に前記第２の所定角度を加算した角度だけメータの指針角度が逆転するようにステッピングモータを制御するので、電源の瞬断時のように、前回のメータ制御用電源オフ時に指針が初期位置まで戻されなかった場合であっても、確実にこの分だけ指針を逆転させて初期位置まで戻すことができる。
【００１８】
請求項４の発明では、第１の所定角度をメータのフルスケール角度に設定するので、メータの指針角度がどの位置にある場合でも、確実に初期位置まで戻すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るステッピングモータの制御装置の構成を示すブロック図である。同図に示すように、この制御装置は、例えば車両に搭載されるメータの指針角度を操作するステッピングモータを制御するものであり、マイコン１と、ＥＥＰＲＯＭ２、及び電源ＩＣ６を備え、電源ＩＣ６は、イグニッションスイッチ４を介してバッテリ５に接続されている。即ち、イグニッションスイッチ４がオンとされたときに、バッテリ５の電圧が電源ＩＣ６に供給され、該電源ＩＣ６で所望するレベルの電圧に変圧された後、マイコン１に供給されるようになっている。
【００２０】
また、マイコン１には、車両に搭載される複数のメータに備えられた各ステッピングモータ３が接続されており、各ステッピングモータ３に回転駆動信号を出力することにより、該ステッピングモータ３を正転或いは逆転させて、ステッピングモータ３と連動して動作するメータの指針が所望する数値を指示するように制御する。
【００２１】
ＥＥＰＲＯＭ２は、マイコン１及び各メータを作動させるために必要なデータが記憶される。更に、本実施形態では、ＥＥＰＲＯＭ２に、各メータが出荷時であるか否かを示すための、出荷時フラグ（未使用フラグ）が記憶されている。即ち、ＥＥＰＲＯＭ２は、フラグ記憶手段としての機能を備えている。また、後述するように、出荷時フラグは、例えば１ビットの情報として設定されており、「１」が出荷時であることを示し、「０」が出荷時でないことを示す。
【００２２】
図２は、マイコン１の詳細な構成を示すブロック図である。同図に示すように、マイコン１は、マイコン１を総括的に制御するＣＰＵ（制御手段）１１と、該ＣＰＵ１１による制御プログラムが記憶されるＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１の制御動作に関する各種のデータを記憶するＲＡＭ１３と、メータに搭載されるステッピングモータ３の回転角度を演算する演算回路１４と、ＥＥＰＲＯＭ２に書き込まれているデータを読み出す一方、ＥＥＰＲＯＭ２へのデータの書き込みを行う入出力部１５とを備えている。また、入出力部１５は、各ステッピングモータ３に駆動信号を出力すると共に、他のＥＣＵ（図示省略）より与えられる速度データ、エンジンの回転数データ等、メータ表示に関する各種のデータを受信する。
【００２３】
演算回路１４は、入出力部１５を介して他のＥＣＵより入力されるメータ表示に関するデータに基づいて、各メータの表示値を演算し、更に、各ステッピングモータ３の回転角度を求める。更に、ＣＰＵ１１の制御により、各メータの指針が所望の表示値を示すように、各ステッピングモータ３に対し、入出力部１５を介して回転駆動信号を出力する。
【００２４】
ＲＡＭ１３は、ステッピングモータ３の制御に関する一時的なデータ記憶を行うものであり、各ステッピングモータ３の回転角度に基づいて、各メータの指針が示す角度を記憶する。即ち、ＲＡＭ１３は、メータの指針角度を記憶する指針角度記憶手段としての機能を備える。
【００２５】
次に、上記のように構成された本実施形態に係るステッピングモータの制御装置の処理動作について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２６】
まず、ステップＳ１で、メータの起動信号がオンとされたか否かが判定され、起動信号がオンとされた場合にには、ステップＳ２で、メータ制御用電源がオンとされる。即ち、イグニッションスイッチ４がオンとされて、マイコン１にバッテリ５よりの電圧が供給される。これにより、メータが起動される。
【００２７】
ステップＳ３では、ＣＰＵ１１の制御により、ＥＥＰＲＯＭ２に記憶されている出荷時フラグを読み出し、出荷時であることを示す「１」であるか、或いは出荷時でないことを示す「０」であるかを判定する。
【００２８】
そして、出荷時であると判定された場合には（ステップＳ３でＮＯ）、ステップＳ６で、メータの指針をフルスケール分（第１の所定角度；例えば、２７０°）逆方向に回転させるように、ステッピングモータ３を駆動させる処理を行う。これにより、メータの指針角度が初期位置（０を示す位置）を示していない場合でも、指針が２７０°逆方向に回転駆動されるので、メータの指針は初期位置に設けられる停止用の突起片（図示省略）と接触する位置で強制的に停止する。即ち、メータの指針角度は確実に初期位置まで戻されることになる。
【００２９】
つまり、メータを出荷する際には、メータの指針角度は、輸送中の振動等の影響を受けて大きく脱調することがあり、初期位置（０を示す位置）を示しているとは限らない。従って、指針をフルスケールとなる２７０°逆方向に回転させることにより、確実に初期位置まで指針角度を戻す操作を行う。
【００３０】
次いで、ステップＳ７で、ＣＰＵ１１は、ＥＥＰＲＯＭ２に記憶されている出荷フラグを「１」から「０」に書き換える。なお、ここでは、指針をフルスケール（２７０°）逆転させる処理を１回行った後、出荷フラグをクリアする（０にする）場合を示しているが、メータの起動信号が初めてオンとされた後、最初の２〜３回だけフルスケール逆転させる処理を行うようにしても良い。こうすることにより、より確実に指針角度を初期位置に戻すことができる。
【００３１】
その後、ステップＳ８で、メータの起動信号がオフであるか否かが判定され、オフである場合には（ステップＳ８でＹＥＳ）、ステップＳ１３で、メータ制御用の電源をオフとして、ステップＳ１からの処理に戻る。
【００３２】
他方、ステップＳ８で、メータの起動信号がオンであると判定された場合には（ステップＳ８でＮＯ）、ステップＳ９で、通常動作を行う。即ち、ＥＣＵより送信されるメータ表示に関するデータに基づいて、各メータの表示値を演算し、更に、各メータの指針が所望の表示値を示すように、各ステッピングモータ３の回転角度を求め、この分だけ回転するように各ステッピングモータ３に対して回転駆動信号を出力する。
【００３３】
ステップＳ１０では、メータに起動信号がオフであるか否かが判定され、オフとされた場合には（ステップＳ１０でＹＥＳ）、ステップＳ１１にて、メータの指針が０（初期位置）に戻るように、各ステッピングモータ３に駆動信号を出力する。
【００３４】
ステップＳ１２では、メータの指針が０に戻ったか否かが判定され、０に戻った場合には、ＲＡＭ１３に記憶するメータの指針角度を示すデータを０に書き換えた後、ステップＳ１３に処理を進める。
【００３５】
次に、ステップＳ１３で、メータ制御用の電源をオフとし、ステップＳ１からの処理に戻る。
【００３６】
他方、ステップＳ３の処理で、出荷フラグが「０」であると判定された場合には、ステップＳ４の処理に移行する。ステップＳ４では、ＲＡＭ１３に記憶されている各メータの指針角度を示すデータが正常であるか否かを判定する。ＲＡＭ１３に記憶されている指針角度のデータが正常な場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に移行し、ＲＡＭ１３に記憶されているデータが異常な場合には（ステップＳ４でＮＯ）、ステップＳ１４の処理に移行する。
【００３７】
ステップＳ１４では、ＲＡＭ１３に記憶されているデータが異常であるので、出荷フラグがクリアされた後に、電源がオフした後に再び電源がオンされたと判断される。そのため、大きい角度逆転させる必要はなく、角度α（第２の所定角度；α＝２〜３°）だけ指針を逆方向に回転させるように、ステッピングモータ３に駆動信号を出力する。
【００３８】
ステップＳ５では、ＲＡＭ１３の記憶データが正常に保持されているので、ＲＡＭ１３に記憶されているメータの指針角度に、上記の角度αを加算した角度分だけ、指針を逆方向に回転させるように、ステッピングモータ３に駆動信号を出力する。
【００３９】
ＲＡＭ１３が異常な場合には、前述したように、ＲＡＭ１３に角度データが保持されていないため、逆転させる角度はα°（２〜３°）となる。つまり、出荷フラグが「０」であるということは、メータの指針は既にフルスケール（２７０°）逆転させる処理が行われており、メータ起動時における指針角度は、初期位置に対して大きな変動は無いものと想定される。従って、車両の振動等に起因して生じ得る指針のズレ角度、即ち、２〜３°程度指針を逆転させることにより、指針を確実に初期位置に戻すことができる。
【００４０】
また、車両に搭載されるバッテリ５では、クランキングにより瞬時的な電源の瞬断が発生することがあり、メータの指針が脱調する。例えば、ＦＵＥＬゲージの場合、ＩＧＮオンでＦ点を指示する。この後にスタータを作動させた場合、バッテリ電圧が低下するために、メータの電源が瞬断することがある。このようなとき、瞬断直前の指示角度をＲＡＭ１３へ保持する。
【００４１】
そこで、ステップＳ５の処理では、ＲＡＭ１３に記憶されている指針角度が０°となっていない場合には、このときのＲＡＭ１３の保持角度に所定角度α°を加算した角度分だけ指針を逆転させるように、ステッピングモータ３に駆動信号を出力する。従って、メータ制御用の電源が瞬断し、モータが脱調した場合であっても、メータ制御用電源が正常電圧に復帰したときに、確実に指針角度を初期位置まで戻すことができる。その後、前述と同様にステップＳ８以降の処理が行われる。
【００４２】
こうして、出荷フラグが「０」であるか「１」であるかの条件に応じて、メータ指針を逆転させる際の角度を適切な角度に設定することができるのである。
【００４３】
このようにして、本実施形態に係るステッピングモータの制御装置では、車両にメータを搭載し、初めて電源を供給して起動させる場合（出荷フラグが「１」のとき）には、初回或いは始めの２〜３回について、メータ制御用の電源オンと同時に、メータの指針をフルスケール（例えば、２７０°）逆方向に回転させる処理を行う。
【００４４】
従って、メータが車両に装着されたときに、メータの指針角度が初期位置（０を示す位置）となっていない場合でも、指針が強制的に逆方向に回転して初期位置まで戻されるので、その後メータ指針用のデータが与えられた際に、確実に指針が所望の値を示すようにすることができる。この処理（フルスケール戻す処理）は、通常最初の１回のみ行えば良いが、２〜３回行うことにより、より確実に指針角度を初期位置へ戻すことが可能となる。
【００４５】
また、フルスケール逆転させる処理が所定回数行われた後（出荷フラグが「０」）には、メータの指針角度はほぼ初期位置となっている。また、車両取り付け後に発生する脱調は少ないため、指針角度のズレは２〜３°程度である。従って、出荷フラグが「０」の場合には、指針が角度α°（α＝２〜３）だけ逆転するように、ステッピングモータ３を駆動させる。これにより、確実に指針角度を初期位置に戻すことができる。また、２７０°といった大きい角度を戻す必要がないので、短時間で且つ確実に指針角度を初期位置に戻すことができる。
【００４６】
また、バッテリ５に瞬時的な遮断が発生し、メータ制御電源をオフとしたときに、指針角度が０に戻されなかった場合には、ＲＡＭ１３に保持されているメータの指針角度に角度α°を加算した角度分だけ、指針を逆転させるようにステッピングモータ３を駆動させることにより、確実に指針角度を初期位置に戻すことができる。
【００４７】
また、出荷フラグが「１」の場合には、そのメータのフルスケール（例えば２７０°）となる角度分だけ指針を逆転させるので、指針角度がどこにある場合でも確実に初期位置まで戻すことができる。
【００４８】
以上、本発明のステッピングモータの制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４９】
例えば、本実施形態では、車両に搭載されるメータのステッピングモータ３を制御する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の用途として用いられるステッピングモータに対しても提供が可能である。
【００５０】
また、上述した実施形態では、未使用フラグとしてメータ出荷時に書き込む出荷時フラグを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、長時間車両からメータを取り外した場合等、メータの指針角度に大きなズレが生じるようなときに出荷時フラグに対応する未使用フラグを書き込む構成としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
ステッピングモータにより角度が制御されるメータの指針角度を、初期位置に戻す処理を行う上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の一実施形態に係るステッピングモータの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示したマイコンの詳細な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るステッピングモータの制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５３】
１  マイコン
２  ＥＥＰＲＯＭ
３  ステッピングモータ
４  イグニッションスイッチ
５  バッテリ
６  電源ＩＣ
１１  ＣＰＵ
１２  ＲＯＭ
１３  ＲＡＭ
１４  演算回路
１５  入出力部
【図１】
2007114042.tif 000003
【図２】
2007114042.tif 000004
【図３】
2007114042.tif 000005